Разряд в газах среднего и высокого давления в квазиоптическом пучке электромагнитных волн СВЧ диапазона (1097869), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Выполненныеэксперименты показали влияние этих разрядов на лобовое сопротивлениемодели и на боковые управляющие силы. В этой связи с участием авторадиссертации в настоящее время ведутся исследования различного видастримерных СВЧ разрядов на поверхности диэлектрика.Используемые в исследованиях для оценки температуры плазменныхканалов СВЧ разряда опыты по его зажиганию в модельной горючей смесипоказали возможность поджига и стабилизации горения этой смеси в режимеее высокоскоростного течения по разрядной области. При этом поджигаетсяи весьма бедная смесь. Эти наработки позволяют рассматривать возможностьприменения таких разрядов в прямоточных реактивных двигателях и вназемных газотурбинных установках.На основе полученного в эксперименте факта поджига бедной горючейсмеси подкритическим стримерным разрядом сформулировано предложениепо использованию этого разряда в поршневых двигателях внутреннегосгорания нового поколения.На основании полученных экспериментальных данных ведутсяисследования возможности использования СВЧ разряда в плазмотронах свихревой подачей газа и по использованию СВЧ разряда в установках погазификации низкокалорийных углей и бытовых отходов.Достоверность полученных результатовИсследования проводились на нескольких установках с разнымидлинами волн в широком диапазоне значений параметров и при разныхусловиях.
Сопоставление данных, полученных на разных установках сучастием автора и установках других исследовательских групп, показалиотсутствие противоречий. Результаты экспериментов многократнообсуждались с ведущими отечественными и зарубежными специалистами.Эксперименты проведены в постоянном сопоставлении с результатамичисленного моделирования, осуществляемого К.В.Ходатаевым. Работаподдерживается в течение ряда лет грантами ISTC и CRDF.
Все этосвидетельствует о достоверности полученных результатов.12Апробация работыРезультаты исследований, положенных в основу настоящейдиссертации, докладывались на различных всероссийских и международныхконференциях. В их числе: III Всесоюзная конференция ―Актуальныевопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики‖ (1989,г.Новосибирск); 2-й международный симпозиум по теоретической иприкладной плазмохимии (май, 1995 г., Иваново); 4-я Международнаяконференция «Strong microwaves in plasma» (август 1999 г., НижнийНовгород); Международное совещание по магнитоплазменной аэродинамикев аэрокосмических приложениях (Москва, ИВТАН, 2000 г, 2003 г.); III - VIМеждународный симпозиум «Термохимические и плазменные процессы ваэродинамике» (Санкт-Петербург, 2002 г., 2004 г., 2006 г., 2008 г.); 32nd AIAAPlasmadynamics and Lasers Conference and 4th Weakly Ionized Gases Workshop(11-14 June 2001, Anaheim, CA), 41st - 46th AIAA Aerospace Sciences Meeting(January 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008) Reno, NV; 2nd InternationalWorkshop and Exhibition on Plasma Assisted Combustion (IWEPAC) (19-21September 2006, 2007 и 2008 г., Quality Inn Governor Falls Church, Virginia,U.S.A.); Восьмая международная школа-семинар «Модели и методыаэродинамики», Евпатория, 4-13 июня 2008, 47th и 48th AIAA AerospaceSciences Meeting (January 2009, 2010, Orlando, Florida).
Сборники трудов этихконференций опубликованы.5. Личный вклад автора и публикацииК личному вкладу соискателя следует отнести следующее.(Соответствующие ссылки на публикации будут даны в основных главахдиссертации.)При непосредственном участии автора диссертации были проведеныэксперименты, связанные с разработкой локального метода измерения поляE0 в квазиоптических ЭМ пучках.
Анализ экспериментальных данных и ихсопоставление с развитой К.В.Ходатаевым теорией позволил определитьхарактер плазменной диффузии, который необходимо учитывать прииспользовании данного метода. В экспериментах наглядно выявилась роль«начальных» электронов на процесс развития электрического разряда.Соискатель является соавтором авторских свидетельств, основанных нарезультатах экспериментов, на способ инициации СВЧ пробоя вподкритическом и глубоко подкритическом поле ЭМ волны и совместного сЦИАМ авторского свидетельства на способ и устройство для инициацииСВЧ разряда и генерации высокотемпературной струи плазмы.При непосредственном участии автора диссертации в экспериментахбыли исследованы универсальные виды СВЧ разряда в квазиоптическом ЭМпучке. В этих экспериментах в воздухе был реализован стримерный видпространственно-развитого СВЧ разряда в надкритическом поле и вподкритическом поле на длине волны 8.9 cm.
В экспериментах с участиемсоискателя был реализован стримерный глубоко подкритическийпривязанный к инициатору СВЧ разряд в воздухе. В опытах было показано,13что выявленные виды СВЧ разрядов являются универсальными и для другихгазов, с некоторыми их особенностями.Соискателем был разработан и использован в экспериментах способизмерения средней по объему газовой температуры СВЧ разряда среднегодавления путем зондирования его слабой ударной волной.Принепосредственномучастииавторадиссертациибылиэкспериментально исследованы границы областей реализации различныхвидов СВЧ разряда в воздухе в квазиоптических ЭМ пучках при =8.9 cm.Под руководством соискателя эти границы были определены и для другихдлин волн ЭМ излучения, и выявлены характерные количественныетенденции.Изучение динамики развития стримерного вида инициированногоподкритического СВЧ разряда с пространственно-развитой структуройпозволило определить роль СВЧ стримерного механизма в ее формировании.В процессе этих исследований было также выявлено влияниеэлектродинамических факторов и связанных с ними резонансных явлений наконкретную геометрию подкритического СВЧ разряда и способность этоговида разряда и глубоко подкритического СВЧ разряда энергетическиэффективно взаимодействовать с возбуждающим разряд ЭМ полем.Выполненные при непосредственном участии соискателя экспериментыпо исследованию безэлектродного СВЧ разряда в воздухе в открытомрезонаторе подтвердили выполненные ранее сотрудниками НИИРадиоприборостроения и ИОФ РАН эксперименты, показывающие характерраспределения поглощенной резонансным разрядным каналом энергии ЭМполя по длине этого канала.
При участии соискателя была выявлена рольперетяжечной неустойчивости токового плазменного СВЧ канала в воздухена это распределение. Эксперименты показали роль этой неустойчивости и вплазменном резонансном канале СВЧ разряда в водороде. При участиисоискателя было впервые обнаружено явление изгибной неустойчивостирезонансного плазменного токового СВЧ канала в воздухе и в водороде.При непосредственном участии соискателя с использованиемоборудования установки ДОР-2 с =8.9 cm была создана установка И-8 и еемодификация ИР-8, на которых соискателем был проведен ряд оригинальныхисследований СВЧ разряда в режиме бегущей квазиоптической ЭМ волны ив режиме стоячей волны в квазиоптическом двухзеркальном резонаторесоответственно. Под руководством и при непосредственном участиисоискателя были созданы новые экспериментальные установки с =2.5 cm(И-2) и 12.5 cm (СЗ-12 и ДЗ-12).
При участии соискателя оборудованиестарой установки с =4.3 cm [4] было восстановлено, и на его основе быласоздана установка ИР-4 для проведения опытов с СВЧ разрядами в режиместоячей волны с высокодобротным открытым двухзеркальным резонатором.Указанные достижения были получены лично автором диссертации, приего личном участии и под его руководством.
Соискатель являлся и являетсяруководителем Проектов МНТЦ (ISTC) № 1840, № 2429, №3572 и Проектов14АФГИР (CRDF) по программам GAP и FSTM: UKE2-1508А-KV-05,UKE2-1518А-KV-07 и RUP2-005071-MO-07.В экспериментальных работах в течение многих лет основнымисоратниками были Л.П.Грачев, К.В.Александров, В.В.Федоров, Г.И.Мишин,М.П.Князев, Б.А.Шарай. Н.И.Грицов, М.Ю.Никитин, В.В.Цыпленков и др.Всем им автор приносит искреннюю благодарность.Основные результаты исследований соискателя опубликованы в 39статьях в различных отечественных и зарубежных журналах («Физикаплазмы», «Известия СО АН СССР, Сер. технических наук», «Радиотехника иэлектроника», «Прикладная физика», «ЖТФ», «Письма в «ЖТФ», «Appliedphysics letters», «IEEE Transactions on Plasma Sciences»), итоговых отчетах поПроектам МНТЦ и АФГИР (см.
раздел Список публикаций соискателя потеме диссертации).6. Структура диссертацииДиссертация состоит из Введения, 9 глав, Заключения, спискалитературы.Во Введении дан обзор литературы, сформулирован предметисследований и цели диссертации, изложены положения, выносимые назащиту, и формальные основания представления диссертации, отмеченличный вклад автора, кратко изложена структура диссертации.В Главе 1 описываются используемые в опытах экспериментальныеустановки, их основные характеристики и средства диагностики.
Ониотличаются по длинам волн используемого ЭМ излучения: =8.9 cm,=2.5 cm, =12.3 cm и =4.3 cm. При этом установка с =8.9 cm использованав двух режимах: режим «бегущей» волны ЭМ пучка (И-8) и режим стоячейволны в высокодобротном квазиоптическом двухзеркальном резонаторе (ИР8). Установки с =2.5 cm (И-2) и =12.3 cm (СЗ-12 и ДЗ-12) работают врежиме бегущей волны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
